1、畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)番茄醬包裝機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)番茄醬包裝機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 姓名：孟紅旭 指導(dǎo)老師：董培培郝龍傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖畢設(shè)計(jì)算拉袋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算自動(dòng)包裝機(jī)每包裝一袋番茄醬，拉紙機(jī)構(gòu)應(yīng)準(zhǔn)確地拉下包裝袋所需長度的包裝材料。本設(shè)計(jì)所要求的包裝袋的規(guī)格為3050mm，選取一定的安全系數(shù)，按50mm設(shè)計(jì)。選用圓柱拉紙輥進(jìn)行拉紙，拉紙輥的直徑確定后，就可以確定拉下一袋包裝材料拉紙輥所轉(zhuǎn)過的角度，經(jīng)計(jì)算，如果直接應(yīng)用凸輪使帶動(dòng)拉紙輥轉(zhuǎn)動(dòng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，那么擺動(dòng)桿所擺動(dòng)的角度太大，這樣會(huì)使凸輪的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸過大，所以設(shè)計(jì)一個(gè)增速機(jī)構(gòu)，使擺動(dòng)軸只需轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)較小的角度，拉紙輥就可達(dá)到所需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。拉袋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算：拉紙輥直

2、徑初選d=60mmS=d=3.1460=188.4mm拉動(dòng)50mm包裝材料所需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為：=50/188.4360=96選=100選取增速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比為2，那么擺桿軸所需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就為50凸輪擺動(dòng)示意圖凸輪擺動(dòng)示意圖 增速機(jī)構(gòu)選用一對齒輪，齒輪參數(shù)選取如下： m=1.5z1=30z2=60h*=1c*=0.25B=15mm d1=mz1=1.530=45mm d2=mz2=1.560=90mm da1=m(z1+2h*)=1.5(30+21)=48mm da2=m(z2+2h*)=1.5(60+21)=93mm df1=m(z1-2(h*+c*)=1.5(30-2(1+0.25)=41.25m

3、mdf2=m(z2-2(h*+c*)=1.5(60-2(1+0.25)=86.25mm傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 電機(jī)的選擇 電機(jī)選擇的原則： （a）考慮電機(jī)的主要性能（啟動(dòng)、過載及調(diào)速等）額定功率的大小、額定轉(zhuǎn)速及結(jié)構(gòu)形式等方面要滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。 （b）在以上前提下優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便有價(jià)格合理的電動(dòng)機(jī)。 本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)包裝機(jī)是番茄醬而設(shè)計(jì)的，包裝袋的質(zhì)量及規(guī)格屬于小計(jì)量，參考其它類似包裝機(jī)，選擇電機(jī)為Y2系列三相異步電動(dòng)機(jī)，型號為Y2-711-2，電機(jī)各參數(shù)如表1： 表1電機(jī)參數(shù)型號型號額定功率額定功率/kW轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速/rmin-1額定電流額定電流Y2-711-2

4、0.3728201.0各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為：2820r/min 設(shè)計(jì)要求：1000包/h=17包/min 按生產(chǎn)率為17包/min計(jì)算，總傳動(dòng)比： i=2820/17=166 立軸轉(zhuǎn)速n=17r/min 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T=9550=9550=1.25 立軸轉(zhuǎn)矩T=9550=9550=207.9凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)為了達(dá)到降低成本的要求，選用凸輪分配軸機(jī)構(gòu)，凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、推桿和機(jī)架三個(gè)主要構(gòu)件所組成的高副機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)就是只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 凸輪機(jī)構(gòu)的類型很多，按凸輪的

5、形狀分為盤形凸輪、圓柱凸輪；按推桿的形狀分尖頂推桿、平底推桿、滾子推桿。考慮各種凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，應(yīng)用盤形凸輪和滾子推桿，這種凸輪機(jī)構(gòu)滾子與凸輪之間為滾動(dòng)摩擦，磨損較小，可以傳遞較大的動(dòng)力。拉袋凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 拉袋凸輪曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律采用單停留曲線，即停升回，如圖所示，拉袋凸輪運(yùn)動(dòng)曲線圖生產(chǎn)率：17包/min根據(jù)生產(chǎn)率可知，凸輪軸的轉(zhuǎn)速為17r/min一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間Tp=3.5s拉紙凸輪時(shí)間分配：Tk：擺桿升程的時(shí)間Td：擺桿回程的時(shí)間To：擺桿在初始位置停留的時(shí)間Tp=Tk+Td+To與這三段時(shí)間相對應(yīng)的凸輪分配軸轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足：p=k+d+o=360根據(jù)工藝的要求，現(xiàn)分配各段時(shí)間如下：Tk=1.

6、9Td=0.9To=0.7按分配時(shí)間計(jì)算凸輪分配軸轉(zhuǎn)角為：k=360=360=192d=360=360=96o=360=360=72熱封凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 熱封凸輪曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律采用雙停留曲線，即停升停回，如圖所示，熱封凸輪運(yùn)動(dòng)曲線利用作圖法得到凸輪大致輪廓熱封凸輪一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間Tp=3.5s熱封凸輪時(shí)間分配：熱封板移動(dòng)到互相接觸的時(shí)間Ts：熱板互相接觸的時(shí)間Td：熱板從接觸返回初始位置的時(shí)間To：熱板在初始位置停留的時(shí)間Tp=Tk+Ts+Td+To=360與這四段時(shí)間相對應(yīng)的凸輪分配軸轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足p=k+s+d+o=360根據(jù)工藝的要求，現(xiàn)分配各段時(shí)間如下：Tk=0.9Ts=1.4Td=0.7To

7、=0.5k=360=360=96s=360=360=144=360=360=72o=360=360=48軸的校核 立軸的校核 立軸僅承受轉(zhuǎn)矩，不受彎矩，所以應(yīng)用= 立軸轉(zhuǎn)矩T=207.9， Wt=0.2d=1600 Mpa=142Mpa 所以立軸的剪切強(qiáng)度足夠。 軸的強(qiáng)度校核 軸承受的阻力主要是拉袋機(jī)構(gòu)向下拉袋的力，以及使擺桿與凸輪接觸的彈簧的力， 估算為T= F=40N a齒輪受力 切向力Ft= 徑向力Fr= b作軸受力簡圖 c求水平反力d求水平面彎矩e求垂直反力f求垂直面彎矩g求合成彎矩h確定許用應(yīng)力已知軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)，由手冊查得用查入法由手冊查得i校核軸的軸徑B截面D截面結(jié)論：當(dāng)按

8、當(dāng)量彎矩法校核時(shí)，軸的強(qiáng)度足夠。軸受力簡圖水平面受力水平面彎矩圖垂直面受力垂直面彎矩圖合成彎矩圖 大齒輪的設(shè)計(jì)校核大齒輪的設(shè)計(jì)校核 選材料、確定初步參數(shù) (1)選材料小齒輪：40鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為260HBS 大齒輪：45鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為220HBS (2)初選齒數(shù)取小齒輪的齒數(shù)為80，則大齒輪的齒數(shù)為80 (3)齒數(shù)比即為傳動(dòng)比i=1 (4)選擇尺寬系數(shù)d和傳動(dòng)精度等級情況，參照相關(guān)手冊并根據(jù)以前學(xué)過的知識選取m=1.5 初估齒輪直徑d1=120mm (5)齒輪圓周速度為： 參照手冊選精度等級為8級 (6)計(jì)算大齒輪轉(zhuǎn)矩T1 (7)確定重合度系數(shù)Z、Y：由公式可知重合度為 則由

9、手冊中相應(yīng)公式可知： (8)確定載荷系數(shù)KH、KF 確定使用系數(shù)KA：查閱手冊選取使用系數(shù)為KA=1.6 確定動(dòng)載系數(shù)Kv：查閱手冊選取動(dòng)載系數(shù)Kv=1.17 確定齒間載荷分布系數(shù)KHa、KFa： 則 載荷系數(shù)KH、KF的確定，由公式可知 齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算 (1)確定許用應(yīng)力H 總工作時(shí)間th，假設(shè)該包裝機(jī)機(jī)的壽命為10年，每年工作300天，每天工作8個(gè)小時(shí)，則： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1、N2壽命系數(shù)Zn1、Zn2，查閱相關(guān)手冊選取Zn1=1.0、Zn2=1接觸疲勞極限取：hlim1=290MPa、hlim2=220MPa安全系數(shù)取：Sh=1.0尺寸系數(shù)YX取YX=1許用應(yīng)力h1、h2(2)齒形系數(shù)

10、YFa1YFa2由手冊，取YFa1=2.9YFa2=2.2(3)應(yīng)用力修止系數(shù)YSa1YSa2由手冊可知YSa1=1.51YSa2=1.78(4)彈性系數(shù)ZE查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可選取(5)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可選取ZH=2.5 (6)求所需小齒輪直徑d1 與初估大小基本相符。 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 (1)求許用彎曲應(yīng)力F 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NF1、NF2 壽命系數(shù)Yn1、Yn2，查閱相關(guān)手冊選取Yn1=1、Yn2=1 極限應(yīng)力取：Flim1=290MPa、Flim2=220MPa 尺寸系數(shù)Yx：查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選，取Yx=1.5 安全系數(shù)SF：參照機(jī)械手冊，取SF=1.5 需用應(yīng)力F1、F2，許用彎曲應(yīng)力 (2)齒形系數(shù)YFa1、YFa2，取 YFa1=2.56YFa2=2.15 (3)應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1、Ysa2，取 Ysa1=1.62Ysa2=1.82 4)校核齒根抗彎疲勞強(qiáng)度，則彎曲應(yīng)力 所以齒輪的強(qiáng)度足夠。鍵的校核鍵的校核 選擇鍵連接的形式 對于主軸上的鍵，主要的受力為大齒輪處，對8級精度以上有對心要求的鍵，應(yīng)選用平鍵連接。通過查詢設(shè)計(jì)手冊得到鍵的截面